4 Энергоснабжение.
4.1 Расчет электроснабжения участка
горных работ.
Таблица 4.1 -
Расчет потребности мощности и расхода электроэнергии.
Потребители
|
Кол..
пот.
|
Рпом,
кв.
|
Кс
|
cos y
|
tg j
|
Ррасч,
кв.
|
Qрасч,
кв
|
Время работы
в году, час.
|
Ки
|
Расход эл.энергии в год, тыс квт.
|
|
Энергопотребители с
напряжением 6 квт
|
|
Экскаватор
ЭШ 15 / 90А
|
1
|
1900
|
0.5
|
-0.85
|
-0.62
|
950
|
- 590
|
4117
|
0.8
|
6257
|
|
ТСН
|
2
|
560
|
0.5
|
0.7
|
1
|
280
|
280
|
4117
|
0.8
|
1844
|
|
Энергопотребители с
напряжением 0.4 квт
|
|
Промприбор
ПКБШ-100
|
1
|
96
|
0.8
|
0.8
|
0.75
|
77
|
58
|
2634
|
0.8
|
202
|
|
Гидрогрохот
|
1
|
15
|
0.8
|
0.8
|
0.75
|
12
|
9
|
2634
|
0.8
|
32
|
|
Концентратор
|
1
|
11
|
0.8
|
0.8
|
0.75
|
9
|
7
|
2634
|
0.8
|
23
|
|
Насос
|
1
|
160
|
0.8
|
0.8
|
0.75
|
128
|
96
|
2634
|
0.8
|
337
|
|
Насос
подпитки
|
1
|
6
|
0.7
|
0.7
|
1
|
4
|
3
|
270
|
0.4
|
1
|
|
Буровой станок
СБШ-250
|
1
|
322
|
0.6
|
0.7
|
1
|
193
|
197
|
4485
|
0.8
|
1155
|
|
Пункт ППР
|
1
|
500
|
0.3
|
0.65
|
1.17
|
150
|
176
|
4485
|
0.4
|
897
|
|
Итого: 6 кв
|
|
2460
|
|
|
|
1230
|
- 310
|
|
|
8101
|
|
Итого: 0.4 кв
|
|
1110
|
|
|
|
573
|
543
|
|
|
2647
|
|
Всего
|
|
3570
|
|
|
|
1803
|
233
|
|
|
10748
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет электрических нагрузок и определение
мощности трансформаторных подстанций.
Расчетная активная нагрузка.
Ррасч = Рпом
* Кс , кВт
где Кс – коэффициент
спроса электрооборудования;
Рпом – активная
номинальная мощность двигателей главных преобразовательных агрегатов, квт.
Расчетная реактивная нагрузка.
Qрасч = Ррасч
* tg j, кВар,
где tg j –
коэффициент мощности однородных приемников.
Полная
расчетная нагрузка.
___________________ _______________
Sрасч = Кр
√ ( ∑ Ррасч)2 + ( ∑ Qрасч)2 = 0.9√ (1803)2
+ (236)2 = 1820 кВа,
где Кр – коэффициент
равномерности в нагрузке, Кр = 0.9;
На участке находится обогатительная
установка и мощные технологические установки относящиеся к электропотребителям
первой категории.
При этом необходима установка двух
трансформаторов, которые при выходе
одного из строя второй обеспечить
75% общей нагрузки.
Номинальная мощность
трансформатора.
S ном
тр >= 0.75 Sрасч ,
S ном
тр >= 0.75 * 1820 = 1365
кВа.
Исходя из расчетных данных
принимается двухтрансформаторная подстанция с трансформатором типа ТМ – 2500 /
35.
Расчет воздушных линий и кабельных
сечений на участке.
Выбор сечения проводов и кабелей по
нагреву токами и сравнения расчетного тока с допустимыми токами.
Расчетный ток нагрузки для
определения сечения проводов питающих подстанцию.
__
Iрасч = Sрасч / √ 3 * Uном = 1820 /
1.7 * 35 = 30 А;
где Uном – номинальное напряжение сети, Uном = 35 кВ.
Определение сечения провода по
экономической плотности тока.
S =
Iрасч / j = 30 / 1,1 = 28 мм2;
где j - экономической плотности тока, j = 1.1 а / мм2;
Выбираем ближайшее стандартное
значение 50 мм2. Марка провода АС – 50.
Iдоп = 210А >
37А.
Проверка линии на потерю
напряжения.
Потеря
напряжения в трехфазной сети определяется.
__
∆U = √ 3 * Iрасч * L * (ro
cosj + xo sinj) * 100 / Uном =
= 1.7 * 30 * 40 * (0.46 * 0.7 +
0.44 * 0.37) * 100 / 35000 = 2.8%,
где
L – длина линии, 40 км;
ro, xo – активное и индуктивное
сопротивление 1 км. линии, ro = 0.46, xo= 0.44;
Потери напряжения в проводах
допускается не выше 10%.
Расчет линий ведущих к
электроприемнику с напряжением 6 кВт.
Расчетный
ток нагрузки.
__
Iрасч = Ррасч
/ √ 3 * Uном * cosj * η =
1803 / 1.7 * 6 * 0.7 * 0.95 = 266 А;
где cosj -
коэффициент мощности, соответствующей нагрузке, cosj = 0.7;
η – кпд сети, η = 0.95.
Выбирается марка провода А – 95. Iдоп = 320А > 266А.
Проверка линии на потерю напряжения
линии передач 6 кВ.
__
∆U = √ 3 * Iрасч * L * (ro
cosj + xo sinj) * 100 / Uном =
= 1.7 * 266 * 2 * (0.34 * 0.7 +
0.36 * 0.37) * 100 / 6000 = 5.5%,
Потери напряжения в проводах
допускается не выше 10%.
Расчет линий ведущих к экскаватору
ЭШ 15 / 90.
Расчетный
ток нагрузки.
__
Iрасч = Ррасч
/ √ 3 * Uном * cosj * η =
1230 / 1.7 * 6 * 0.7 * 0.95 = 178 А;
Выбирается марка
кабеля КГЭ 3´70 +1´10+1´10;
Iдоп=180 А.
Iдоп = 180А >
178 А.
Проверка линии на потерю напряжения
линии передач 6 кВ.
__
∆U = √ 3 * Iрасч * L * (ro
cosj + xo sinj) * 100 / Uном =
= 1.7 * 178 * 0.8 * (0.62 * 0.7 + 0.33 * 0.37) * 100 / 6000 = 2.3%,
Потери напряжения в проводах
допускается не выше 5 %.
Линий ведущие к промприбору ПКБШ –
100 и СБШ – 250МН предусматривается ПКТП – 400 (передвижная комплектая
трансформаторная подстанция).
Расчет линий ведущих к буровому
станку СБШ – 250МН от ПКТП – 400.
Расчетный
ток нагрузки.
__
Iрасч = Ррасч
/ √ 3 * Uном * cosj * η =
193 / 1.7 * 0.4 * 0.7 * 0.95 = 426 А
Выбирается марка кабеля Iдоп = > 426 А.
Проверка линии на потерю напряжения
линии передач 0.4 кВ.
__
∆U = √ 3 * Iрасч * L * (ro
cosj + xo sinj) * 100 / Uном =
= 1.7 * 426 * 0.2 * (0.1 * 0.75 +
0.04 * 0.66) * 100 / 400 = 3.7 %,
Потери напряжения в проводах
допускается не выше 5 %.
Расчет линий ведущих к промприбору
ПКБШ – 100 от ПКТП – 400.
Расчетный
ток нагрузки.
__
Iрасч = Ррасч
/ √ 3 * Uном * cosj * η =
174 / 1.7 * 0.4 * 0.75 * 0.95 = 352 А
Выбирается марка провода А – 120. Iдоп = 375 > 352 А.
Проверка линии на потерю напряжения
линии передач 0.4 кВ.
__
∆U = √ 3 * Iрасч * L * (ro
cosj + xo sinj) * 100 / Uном =
= 1.7 * 352 * 0.1 * (0.1 * 0.75 +
0.04 * 0.66) * 100 / 400 = 1.5 %,
Потери напряжения в проводах
допускается не выше 5 %.
4.2 Заземление.
Емкостный
ток однофазного замыкания на землю в сетях 6 кВ.
Iзз = Uном (35 * Lк + Lв) / 350 = 6
( 35 * 0.8 + 2) / 350 = 0.5 А.
где Lк – длина кабеля, Lк = 0.8 км;
Lв - длина
воздушных линий, Lв = 2 км;
Общее
сопротивление в сети заземления
Принимаем
заземляющий провод АС-50 , r0 = 0.65 Ом км .
Сопротивление
заземляющей жилы кабеля КГЭ-3´70+1´10+1´6
экскаватора ЭШ 15/90А.
Rз.ж.к.=
r0 ·
l = 0.4 ·
0.8 = 0.32 Ом
Сопротивление
магистрального заземляющего провода от заземляющего контура до ПКТП.
Rз.пр.=
r0 ·
l = 0.65 ·
2 = 1.3 Ом
Суммарное
сопротивление жилы кабеля и заземляющего провода.
å
R= Rз.ж.к. +Rз.пр. = 0.32 + 1.3 = 1.62 Ом
Сопротивление
заземляющего контура, исходя из сопротивления заземления R= 4 Ом
Rз.к.=
4-
å
R= 4 -
1.62 = 2.38 Ом
Заземляющий
контур выполняем из стальных прутков. Верхний конец уголка заглублен на 0.7 метра. dу = 0.95 ·
b = 0.95 ·
50 = 48 мм
Сопротивление
одного электрода.
=
Ом
где:
r
-
удельное сопротивление грунта, r = 100 Ом м;
l - длина заглубления
прутков, l = 2.5
м;
Необходимое
сопротивление электродов без учета коэффициента использования x
и.
n = rэ Rзк. = 32 2.38 = 13.46
Расстояние
между электродами принимаем d = 2 м, l =
2 ·
3 = 6 м.
Необходимое
количество электродов с учетом xн .
n =
шт.
Принимаем n
=19 шт., при xн
= 0.73.
Для
соединения электродов применяем стальную полосу размером 25´
4 мм длина полосы l = 100 + 25 = 125 мм.
Сопротивление
полосы l = 50 м
Ом
при l = 95 м,
rн = 4.3 · 50 125= 1.72 Ом
В зимний
период сопротивление полосы: rnз= rп ·
kmax = 1.72 · 6 = 10.32 Ом
где:
kmax -
коэффициент, учитывающий промерзание грунта.
Сопротивление
заземляющего контура с учетом полосы.
Ом
Cопротивление
заземления у наиболее удаленного механизма.
R= Rзк
+ Rз.пр. +Rз.ж.к.= 2 + 0.32 + 1.3 = 3.62 Ом
что
удовлетворяет требованиям R = 4 Ом
4.3 Освещение карьера.
Освещение
экскаваторных забоев, мест работ бульдозеров предусматривается с применением
прожекторов и фар, установленных на механизмах. Согласно требованию ЕПБ
проектом принято общее освещение района ведения горных работ с минимальной
освещенностью Еmin=0,5
лк. Расчет ведется методом наложения изолюкс на район ведения горных работ.
Определить
суммарный световой поток:
∑F = ∑Fмин * Sос * кз
* кп = 0.5 * 20000 * 1.4 * 1.5 = 21000 лм
где ∑Fмин – требуемая
освещенность для отдельных участков, ∑Fмин = 0.5 лк;
Sос – площадь
освещаемого участка, Sос
= 20000 м2;
кз
– коэффициент запаса, кз = 1.4;
кп
– коэффициент, учитывающий потери света, кп = 1.5;
Освещение
осуществляется светильниками типа ПЗС – 45 с мощностью лампы 1000Вт.
Определяем
требуемое количество прожекторов:
Nпр = ∑F / Fл * ηпр = 21000/ 21000 * 0.35 = 3 шт
где Fл – световой
поток лампы прожектора, Fл
= 21000 лм;
ηпр
- к.п.д. прожектора, ηпр
= 0.35.
Высота
установки прожектора:
hпр2 = Iмах / 300 =
140000 / 300 = 22 м
где Iмах –
максимальная сила света прожектора, Iмах = 140000 кд.
Необходимая
мощность трансформатора:
Sтр = Fл * 10-3
/ ηс * ηос *
cos θос = 21 /
0.95 * 1 * 1 = 22 кВа
где ηс
– к.п.д. осветительной сети, ηос = 0.95;
ηос
– к.п.д. светильников, ηос = 1
cos θос –
коэффициент мощности ламп, cos θос
= 1
Для освещения карьера применим трансформатор
ТМ-6/0,4 с номинальной мощностью 25
кВА, номинальным напряжением: входным – 6 кВ,
выходным –
0,4 кВ.
Определяем
расчетный ток
I = Fл / 1.7 * U * cos θос * hс
= 21000/1.7 * 220 * 1 * 1 = 56 А.
Выбираем
марку провода А-35 по расчетному току.
Выбор кабеля
для питания лампы введем по условию Iдоп.> Iн.л ,
где Iдл.доп
-
длительно допустимый ток, А;
Iн.л
-
номинальный ток лампы, А;
Выбираем кабель КРСПН - 3´10 + 1´6 с Iдоп.=
60 > Iн.л = 56, что требуется по условию.
4.4 Электровооруженность труда.
Характеризуется соотношением между затратами
труда и электроэнергией израсходованной в производственном процессе.
Ээ = Эа / nсп *
tсм
* nдн
= 10748000 /
где Эа – расход электроэнергии за год, Эа =
nсп
– списочный состав рабочих, nсп =
tсм
-
продолжительность рабочей смены, tсм
= 19.5 ч.;
nдн
– количество рабочих дней в году, nдн =
Удельный расход электроэнергии.
Эу = Эа / Vп = 10748000 /
1142400 = 9.4 Вт/м3
где Vп
– объем песков в год, Vп
= 1142400 м3
Средневзвешенное
значения коэффициента мощности.
_________
cosj = Эаэ / √ Эаэ2 + Эр2
=
где Эр – показания счетчика реактивной энергии за год,
Эр =
Эаэ - количество активной энергии, потребляемой
приемниками за год, Эаэ =
Таблица 6.6
Расчет капитальных затрат на приобретение оборудования.
|
Наименование оборудования
|
Ко
л-во единиц
|
Оптовая цена
|
Затраты на доставку оборудования
|
Затраты на монтаж оборудования.
|
Общая стоимость оборудования
|
|
|
тыс. руб
|
тыс. руб
|
тыс. руб
|
тыс.руб.
|
|
|
|
|
|
|
|
Трансформатор
|
|
|
|
|
|
|
Приключательный пункт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
|
Неучтенное оборудование (5%)
|
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.7
Расчет капитальных затрат на приобретение проводов и кабелей.
|
Наименование материалов
|
Норма расхода
тыс. руб.1 км
|
Общая длина линий, км
|
Стоимость материала, тыс. руб.
|
Количество линий,
шт.
|
Балансовая стоимость, тыс. руб.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
|
Неучтенное
оборудование (5%)
|
|
|
|
|
|
|
Всего
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.8
-Затраты на вспомогательные материалы.
|
Наименование материалов
|
Единицы измерения нормы расхода
|
Норма расхода
|
Годовой расход на весь объем работ
|
Цена за
единицу
тыс. руб.
|
Сумма
затрат
тыс.руб.
|
|
Обтирочные материалы
|
кг
|
|
|
|
|
|
Трансформаторное масло
|
литр
|
|
|
|
|
|
Запасные части
|
руб.
|
5% от балансовой стоимости
|
|
|
|
|
Керосин технический
|
литр
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
|
Неучтенные материалы
|
|
5% всей стоимости
|
|
|
|
|
Всего
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.10-
Расчет затрат на амортизацию
|
Наименование основных фондов
|
Балансовая стоимость, тыс. руб.
|
Норма на амортизацию , %
|
Сумма амортизационных отчислений
, тыс. руб.
|
|
Электрооборудование
|
|
|
|
|
Кабели
и провода
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
Таблица 6.11
- Эксплуатационные затраты на электрооборудование.
|
Наименование затрат
|
Годовая
сумма расходов, тыс. руб.
|
|
Сумма затрат тыс. руб.
|
На единицу продукции руб.м3
|
|
Вспомогательные
материалы
|
|
|
|
Расходы на оплату труда
|
|
|
|
Отчисления на социальные нужды
|
|
|
|
Потери электроэнергии
|
|
|
|
Амортизация
|
|
|
|
Итого
|
|
|
Таблица 4.3 – Расчет заработанной платы.
Наименований
профессий
|
разряд
|
Штат, чел.
|
Число
смен
работы
в год
одного
рабочего
|
Тариф-
ная
ставка в день,
руб
|
Годовой
Фонд
зар. платы,
тыс.руб.
|
Основная
зарплата,
тыс.руб.
|
Дополнительная
зарплата 10% тыс.руб.
|
Итого фонда зарплаты,
тыс.руб.
|
Яв.
|
Спис.
|
Премия, 50%
|
Северные
надбавки, 1.2
|
Доплаты, 5%
|
|
Старший
электрослесарь
|
|
2
|
2.2
|
290
|
300
|
192
|
96
|
230
|
9
|
53
|
580
|
|
Помощник
электрослесарь
|
|
2
|
2.2
|
290
|
250
|
146
|
73
|
175
|
7
|
40
|
441
|
|
Единый
социальный фонд, 35.6%
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
363
|
|
Всего
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
658
|
Проверка сети на потерю напряжения
в пусковом режиме.
Проверка сводится к определению
фактического напряжения на зажимах наиболее мощного двигателя и сравнения
данного значения с допустимым уровнем напряжения.
∆Uп = Uо - ∆Uр / 1 + [(xвн * Кп * Sном * 10) / U2ном ] = 6000 –
1110 / 1 +
где Uо – напряжение трансформаторной подстанции, Uо = 6000 В;
∆Uр – потеря напряжения от прочей нагрузки, ∆Uр = 1110 В;
Кп - пусковой коэффициент для экскаватора, Кп
= 1.6;
Sном –
номинальная мощность пускаемого двигателя, Sном = 1900 кв;
xвн – внешнее
индуктивное сопротивления участка сети от трансформатора до пускаемого
двигателя, Ом;
xвн = xтр + xвл + x кл =
где
xтр –
индуктивное сопротивление трансформатора;
xвл , x кл -
индуктивное сопротивление воздушных и кабельных линий.
xтр = 10 * Uкз * Uхх2 / Sтр.ном = 10 * 6.5 * 6.32 / 35000 =
где Uкз – напряжения коротко замыкания трансформатора, Uкз = 6.5 В;
Uхх – напряжение
холостого хода вторичной обмотки трансформатора,
Uхх = 6.3 В;
Уровень напряжения на зажимах
двигателя в момент его пуска должен удовлетворять условию. ∆Uп >= 0.75 Uном